基于云的驱动监视方案的制作方法
【专利摘要】基于云的远程监视系统和方法监视工业设施。工业设施包括一个或更多个工业设备。位于工业设施处的云代理被配置成通过至少一个处理器根据特定于工业设施的清单来采集表示工业设备的过去和/或当前状态的数据。云代理还被配置成根据清单将所采集的数据发送至远程云平台，并且在不中断所述采集和所述发送的情况下动态地重新配置云代理。云平台处理所发送的数据以便利对工业设备的远程监视。
【专利说明】基于云的驱动监视方案
[0001]本申请要求于2012年11月2日提交的美国专利申请N0.61/721，659的权益。
【技术领域】
[0002]本示例性实施方式涉及远程监视。远程监视出现在与工业设备例如P0WERFLEX7000相结合的特定应用中，并且本文将特别参考这些应用来描述远程监视。然而，应理解本示例性实施方式也适用于其他类似应用。
【背景技术】
[0003]维持工业设备的稳定性和完整性具有高优先级。工业设备包括例如电动机驱动器如P0WERFLEX7000。电动机驱动器用于生成交流(AC)输出电力并将其提供给电动机。不能维持工业设备的稳定性和完整性会影响生产，这对于使用工业设备的实体代价较高。此夕卜，维持工业设备的稳定性和完整性对依赖工业设备以例如生成电力或泵气体以生成热的那些被证明危险的。
[0004]为了维持工业设备的稳定性和完整性，可以本地或远程监视工业设备的异常和/或指示故障的模式。传统上，工业设备已经被本地监视。然而，可能并不总是容易访问工业设备。另外，知道如何识别异常和/或指示故障的模式的技术人员可能会不在现场。派遣维护和/或修理人员到现场安装代价较高。远程监视对这些挑战提供了解决方案。
[0005]先前的远程监视实现涉及对维护和更新比较麻烦的定制软件和基础设施配置。另夕卜，这样的远程监视系统需要的应急数据采集消耗大量的数据存储。此外，由于潜在的敏感工厂数据将被发送至远程查看器，所以需要安全数据传输通道。
[0006]本应用提供一种克服以上提及的问题和其它问题的改进的新型系统和方法。
【发明内容】
[0007]根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于监视工业设施的基于云的远程监视系统。工业设施包括一个或更多个工业设备。该系统包括位于工业设施处的云代理，并且该云代理被配置成由至少一个处理器根据特定于工业设施的清单来采集表示工业设备的过去和/或当前状态的数据。云代理还可以配置成根据清单将所采集的数据发送至远程云平台，并且在不中断所述采集和所述发送的情况下动态地重新配置云代理。云平台处理所发送的数据以便利对工业设备进行远程监视。
[0008]根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于监视工业设施的基于云的远程监视方法。工业设施包括一个或更多个工业设备。由位于工业设施处的至少一个处理器根据特定于工业设施的清单来采集表示工业设备的过去和/或当前状态的数据。另外，根据清单将所采集的数据发送至远程云平台，并且在不中断所述采集和所述发送的情况下动态地重新配置该至少一个处理器。云平台处理所发送的数据以便利对工业设备进行远程监视。
[0009]根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于监视工业设施的基于云的远程监视系统。工业设施包括一个或更多个工业设备。该系统包括位于工业设施处的云代理，并且该云代理被配置成由至少一个处理器根据特定于工业设施的清单来采集表示工业设备的过去和/或当前状态的数据。云代理还被配置成根据清单将所采集的数据发送至远程云平台。基于数据类型将所采集的数据发送至云平台的相应队列。云代理还被配置成在不中断所述采集和所述发送的情况下动态地重新配置云代理。云平台处理来自队列的所发送的数据以便利对工业设备进行远程监视，在每个队列中的数据是被不同地处理的。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]本发明可以采用各种部件和部件的各种布置以及各种步骤和步骤的各种布置的形式。附图仅用于示出优选实施方式的目的，不应理解为对本发明的限制。
[0011]图1示出基于云的远程监视系统；
[0012]图2示出工业设备的示例性存储布局；
[0013]图3示出工业设备的状态参数的示例性位布局；
[0014]图4示出列出要监视的电动机驱动器的示例性清单的一部分；
[0015]图5示出列出对电动机驱动器要监视的参数的示例性清单的一部分；
[0016]图6不出图1的基于云的远程监视系统的详细实施方式；
[0017]图7示出图6的云代理的更多细节；
[0018]图8示出示例性数据包；
[0019]图9示出可以被网络客户端浏览的用于电动机驱动器的示例性状态网页；
[0020]图10示出可以被网络客户端查看的用于电动机驱动器的示例性历史告警网页；
[0021]图11示出可以被网络客户端查看的用于电动机驱动器的示例性电动机速度网页；
[0022]图12示出示例性计算环境；以及
[0023]图13示出示例性联网环境。
【具体实施方式】
[0024]现在参照附图来描述该公开内容的各个方面，其中在本文中相同的附图标记用于指代相同的元件。在下面的描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节以便提供对一个或更多个方面的透彻理解。然而，应当理解，可在没有这些具体细节的情况下实现本公开内容的某些方面，或者用其他方法、元件、材料等来实现。在其他示例中，以框图的形式示出公知的结构和设备以便于描述一个或更多个方面。
[0025]参照图1，提供了包括一个或更多个工业设施12、14的基于云的远程监视系统10。每个工业设施12、14对应于工业企业。例如，第一工业设施可以对应于第一工业企业，而第二工业设施可以对应于第二工业企业。作为另一个示例，第一工业设施和第二工业设施可以对应于共同的工业企业。工业设施12和工业设施14可以是固定的(例如，工厂设施)和/或移动的(例如，卡车或其他服务交通工具中包含的系统)。
[0026]每个工业设施12、14包括一个或更多个工业设备16、18、20、22、24、26。该工业设备16、18、20、22、24、26可以包括如下中的一个或更多个:工业控制器(例如，可编程逻辑控制器或其他类型的可编程自动化控制器)；现场设备(例如传感器和计量仪)；电动机驱动器(例如，P0WERFLEX7000);操作接口(例如，人机界面、工业监视器、图形终端、信息显示器等)；工业机器人，条码标记器和读取器；视觉系统设备(例如视觉相机)；智能焊机；以及其他这样的工业设备。
[0027]工业设备16、18、20、22、24、26中的每个包括一个或更多个存储器。存储器包括表示工业设备的当前状态和/或过去状态的外部可读数据(在工业设备的外部)。例如，存储器可以包括如下中的一个或更多个:1)控制工业设备的操作的一个或更多个可配置的参数；2)指示工业设备状态的一个或更多个参数；3)与工业设备有关的分别指示警告、故障和警报中一个或更多个的一个或更多个警告参数、故障参数或警报参数；以及4) 一个或更多个队列，每个队列具有与工业设备有关的警告、故障和警报中的一个或更多个。参照图2，示出了工业设备的示例性存储器布局。参照图3，图3示出了呈现工业设备的状态参数的位布局的示例表。
[0028]工业设备16、18、20、22、24、26组成了在各设施中操作的一个或更多个自动化系统。示例性自动化系统可以包括如下中的一个或更多个:1)批控制系统(例如，混合系统)；
2)连续控制系统(例如，比例-积分-微分(PID)控制系统)；以及3)离散控制系统。示例性自动化系统可以包括有利于各过程的监视和控制的一个或更多个工业控制器。控制器使用本地硬连接的输入/输出(I/O)和/或使用工业设施网络(例如，以太网/互联网协议(IP)，数据高速公路附件、控制网络(ControlNet )、设备网络(Devicenet)等)来与现场设备交换数据。
[0029]给定的控制器通常接收来自现场设备的表示设备的电流状态以及它们相关联的过程(例如，温度、位置、部分存在或不存在、电流等级等)的数字信号和模拟信号的任意组合，并且执行用户定义的基于所接收的信号对所控制过程进行自动决策的控制程序。然后，控制器根据控制程序作出的决策，将合适的数字和/或模拟控制信令输出至现场设备。这些输出可以包括设备致动信号、温度或位置控制信号、对加工或材料处理机器人的操作命令、混合器控制信号、运动控制信号等。控制程序可以包括用于处理读入控制器的输入信号和控制由控制器生成的输出信号的任何合适类型的代码，其中包括但不限于梯形逻辑、顺序功能图、功能块图、结构化文本或其他这样的平台。
[0030]每个工业设施12、14包括使用一个或更多个相关联的网络连接和任意合适的协议通信地耦接至各工业设备16、18、20、22、24、26的应急数据采集系统28、30。在一些实施方式中，控制接口协议(CIP)和/或分布式协议接口(DPI)可以用于工业设备16、18、20、22、24、26与数据采集系统28、30之间的通信。使用CIP和/或DPI，数据采集系统28、30可被配置成通过接收与所监视的设备和/或相关联的过程相关的信息来监视所控制的过程和设备状态。
[0031]数据采集系统28、30包括云代理32、34，该云代理被配置成直接和/或间接通过例如访问数据采集系统28、30的可选数据历史36、38来从工业设备16、18、20、22、24、26采集实时数据(例如，状态参数值)和/或历史数据(例如，警报历史、故障历史、警告历史、状态历史、趋势数据等)。数据历史36、38监视一个或更多个工业设备并将数据存储在与数据历史相关联的本地存储器中。该数据可以包括从所监视的设备读取的历史数据和/或实时数据。当要监视大量数据点时，使用数据历史36、38作为数据源是有利的。
[0032]云代理32、34还可以被配置成将所采集的数据传送至基于云的远程监视系统10的云平台40。在传送至云平台40之前，可以将数据优先排序。另外，可以根据表示云平台40处理数据的顺序的优先级来发送数据。云代理32、34还可以指定如何处理所传送的数据，例如允许附加数据类型由云平台40处理。如果工业设备变得断开连接、关机或其他不可用的情况，则向云平台40发送警报。云代理32、34可以例如为周期采集并且使用标准网络服务器通过超文本传输协议安全(HTTPS) /安全套接层(SSL)将序列化并压缩的数据发送至云平台40的Windows服务。
[0033]可以通过现场特定的清单42、44来配置云代理32、34。清单42、44可以包括多个文件并且通常为可扩展标记语言(XML)的形式。清单42、44可以标识应当从各工业设备16、
18、20、22、24、26采集数据的频率。通常，频率特定于工业设备16、18、20、22、24、26和/或数据的类型(例如，报警、故障、警告、状态参数、可配置参数、历史数据、实时数据等)。甚至，清单42、44可以标识云代理40如何处理已发送至云平台40的数据。此外，清单42、44可以指定云平台40处理数据的优先级。
[0034]此外，清单42、44标识针对哪些工业设备16、18、20、22、24、26采集实时数据和/或历史数据以及从工业设备16、18、20、22、24、26中采集什么数据。通过标识工业设备的存储器中的一个或更多个参数和/或通过标识要从工业设备的存储器中采集的警报、故障和/或警告，针对每个工业设备16、18、20、22、24、26或各个类型的设备适当指定要采集的数据。例如，清单42、44可以指示针对工业设备要监视就绪位(参见图3)。作为另一示例，清单可以指示要采集工业设备的报警队列中的5个最近的报警。图4示出列出要监视的P0WERFLEX7000驱动器的示例性清单的一部分。图5示出列出对P0WERFLEX7000驱动器要监视的参数的示例性清单的一部分。
[0035]此外，清单42、44可以识别传输至云平台40的不同类型的数据的优先级和/或上传速度。例如，针对低优先级或低速度的非现场监视，可以将历史数据传输至云平台40，然而可以以高优先级和高速度来传输其他数据。清单42、44还可以指定某些数据被表征为“实时数据”，其可由非现场监视设施用于处理目的或其他监视目的。在这样的情况下，清单42、44可以将这样的“实时数据”定义为具有高优先级(例如，比报警数据低而比历史数据高的优先级)，并且可以针对这样的“实时数据”指定相应的高上传速率。
[0036]云代理32、34可被动态配置为使得能够在运行时间期间对相应的清单42、44进行改变。例如，可以在任何时间改变所监视设备的数目和类型。作为另一示例，云代理32、34使得能够动态设置给定类型的数据的优先级和上传速度设置。这又使得远程监视器能够调节给定设备的上传速度和/或优先级，例如，以便于从远程位置进行故障查找。此外，在例如其中远程用户关于客户现场处的受控过程期望高粒度数据的过程监视应用中，这样的调节可以是有利的，并且可以采用对清单42、44的速率和/或优先级设置的动态调节，以调节数据监视的速度。
[0037]此外，云代理32、34可以包括多线程能力，以便于可扩展性并且防止有故障的工业设备阻碍从其他工业设备采集数据。在检测到有故障的工业设备时，云代理32、34还能够向云平台40生成表示故障的报警。
[0038]在一些实施方式中，云代理32、34包括采集服务和队列处理服务。该采集服务将所采集的数据通常以压缩状态进行存储(例如，至工作目录)。还可以根据清单42、44来添加表示云平台通过其对数据进行处理的顺序的优先级。队列处理服务接着根据所存储的数据来创建数据包并且将数据包上传至云平台40中的临时存储器。可以通过数据包的优先级来控制数据包相对于其他数据包被上传的顺序。
[0039]此外，在一些实施方式中，针对每个工业设备16、18、20、22、24和26，云代理通过清单42、44被配置成读取已经被配置用于设备的参数列表并且向云平台40上传数据。此夕卜，如果存在故障队列和/或警告队列，则针对每个工业设备16、18、20、22、24和26，云代理32、34读取状态以确定是否存在故障和/或警告。如果存在故障，则从故障队列中读取最近的故障，并且将该故障上传至云平台40。类似地，如果存在警告，则从警告队列中读取最近的警告，并且将该警告上传至云平台40。
[0040]云平台40可以是使得计算服务46能够被云能力设备访问和利用的任何基础设施。例如，云平台40可以是M0CR0S0FT的AZURE云平台。云平台40可以是如下公共云:其能够被具有网络连接和适当授权以使用服务的的设备经由因特网进行访问。在一些场景中，可以通过作为平台即服务(PaaS)的云提供商来提供云平台40，并且服务46可以驻留于云平台40并且作为基于云的服务在云平台40上执行。在一些这样的配置中，可以将对云平台40和服务46的访问作为服务持有者的订阅服务提供给客户。例如，可以使用软件即服务(SaaS)的服务模型来提供服务。可替代地，云平台40可以是通过工业企业进行内部操作的私有云。示例性的私有云可以包括主管云服务46并且驻留于由防火墙保护的企业网络上的一组服务器。
[0041]云服务46可以包括如下中的一个或多个:数据存储器、数据分析、控制应用(例如，可以基于实时系统数据和其他因素的分析而生成控制指令或将控制指令传递至工业设备的应用)，可视化应用(例如，基于云的操作器界面系统)，报告应用，企业资源规划(ERP)应用，通知服务和其他这样的应用。在一些实施方式中，云服务46包括跨越整个工业设施或跨越组成工业企业的多个工业设施对相应的自动化系统或其相关工业设备的健康进行监视的诊断服务。此外，在一些实施方式中，云服务46包括如下控制应用:其用于在产品单元的生产阶段追踪产品单元，并且在产品单元通过每个阶段时针对每个单元采集产品数据(例如，条形识别符，针对每个生产阶段的生产统计，质量测试数据，异常标记等)。甚至，在一些实施方式中，云服务46包括对工业设施的不可用性(例如，由于断电)进行监视并且响应于这样的事件来生成警报或通知(例如，邮件通知)的应用。
[0042]工业设备16、18、20、22、24和26通过云代理32、34与云服务46进行适当的交互。有利地，这使得工业设备16、18、20、22、24和26能够在不修改的情况下与云平台40 —起使用。然而，也设想了在云服务46与工业设备16、18、20、22、24和26中的至少一些工业设备之间进行直接交互。例如，具有智能配置能力的工业设备可以被配置成在任何设施处安装后自动检测云平台40并与云平台40进行通信，以简化与工业企业使用的现有基于云的数据存储、分析或报告应用的集成。
[0043]一旦接收来自云代理32、34的数据，云平台40使用云服务46对该数据进行处理。这可以包括将数据添加至临时存储器以进行后续处理。对数据包进行后续处理的顺序可以通过伴随数据的优先级来支配。该处理通常包括:1)分析数据并且将分析结果存储在永久存储器中；和/或2)将数据存储在永久存储器中。又可以将该结果和/或数据用于向云平台40的用户生成通知(例如，对于工业设备的潜在问题的邮件通知)、报告和/或可视化。报告、可视化以及其他服务输出通常存储在永久存储器中。
[0044]一旦云平台40处理了所接收的数据，则所接收的数据和/或从所接收的数据得到的数据可用于云平台40的一个或更多个客户端48以进行查看。客户端也可用来远程更新工业设施的清单42、44。例如，客户端可以启动对清单的选择性调节以改变上传速度、优先级或添加受监视设备。客户端48可以包括使用例如超文本传送协议(HTTP)或HTTPS来与云平台40进行通信的网络客户端。客户端48还可以包括使用专用软件与云平台40进行通信的客户端。有利地，客户端48使得能够在不在现场的情况下对工业设备16、18、20、22、24和26进行远程监视。此外，有利地，本领域技术人员可以更容易地诊断问题。
[0045]在一些实施方式中，客户16、18、20、22、24和26包括监视中心。监视中心可以由工业企业来管理，以监视其工业设施。可替代地，监视中心可以由第三方来管理，以监视一个或更多个工业企业的工业设施。在此情况下，第三方可以向工业企业收取用于监视的费用。
[0046]假设具有云能力的工业设备能够特别是对工业自动化提供大量优点。云平台40可以容易地扩大规模以容纳不同量的数据存储和处理。此外，云平台40可以容易地扩展以增加功能。例如，可以扩展云平台40以提供电动机控制中心(MCC)。
[0047]云平台40还提供针对工业企业的成本效率的解决方案，以监视工业设备。工业企业不必保持数据中心基础设施或在数据中心基础设施中运行的补丁软件。此外，云平台40消除了高预付成本并且在使用PaaS服务模型或SaaS服务模型的时间段推迟成本。甚至，因为本领域技术人员的现场参观，所以也可以改进监视和诊断，以识别不需要的未来议题和/或诊断议题。此外，不同地理位置处的多个工业设施可以将其相应的自动化数据移至云以进行聚集、核对、采集分析和企业级别的报告，而不需要建立设施之间的专用网。
[0048]参照图6，提供了图1的基于云的远程监视系统10的详细实施方式。该实施方式通过使用例如SaaS服务模型利用云平台40来向工业企业(B卩，客户)提供远程监视服务。
[0049]如所示，工厂设施50包括在工厂设施50处采集来自工业设备的实时数据和/或历史数据(例如，由一个或更多个工业控制器生成的数据54)的应急数据历史52。例如，数据历史52对从工业设备接收的参数档案56中的一个或更多个参数进行监视，并且将数据存储在与数据历史52 (例如，结构化查询语言(SQL)服务器数据库)相关联的本地存储器58中。这可以包括历史数据(例如，报警历史、警告历史、故障历史、状态历史、趋势数据等)以及从工业设备中读取的实时数据值两者。
[0050]工厂设施50处的应急云代理60被配置成直接地(例如，从一个或更多个变频驱动器62)或间接地(例如通过访问数据历史52)采集来自工业设备的实时数据和/或历史数据。采集数据的过程包括基于出现时间和用户定义的优先级进行智能排序和组织。云代理60可以是例如如下Windows服务:其通过使用经由HTTPS/SSL的标准网络服务来周期性地采集序列压缩数据并将该序列压缩数据发送至云平台。如所示，历史数据52是云代理的数据源。当存在要监视的大量数据点时，数据历史的使用是有利的。然而，如相对于变频驱动器62所示，云代理60可以另外或可替代地直接从工业设备采集数据(例如，通过CIP链路)，或者通过中间件应用程序(例如，开放的生产力和连通性(open productivity andconnectivity, OPC)客户)采集数据。
[0051]参照图7，提供了对云代理60更详细的说明。云代理60包括经由CIP链路或其他适当的通信协议从工业设备(例如，变频驱动器62)直接和/或从工业设备(例如，经由数据历史52)间接采集数据的采集服务64。采集服务64由现场特定清单控制，该清单可以指定以下中的一个或多个:要采集什么数据、采集数据的频率以及如何取回来自工业设备的数据等。例如，清单可以指定针对特定类型的电动机驱动器应当采集如下内容:电动机速度；电动机功率；电动机电压；电动机电流；驱动器状态；最后警告；以及最后故障。采集服务64将所采集的数据存储在通常为压缩数据文件的数据文件66中。另外，将所存储的数据文件66的引用添加至队列68中(例如，MICROSOFT消息队列服务器(MSMQ)数据库)。基于在清单中所指定的优先级将队列68区分优先次序。该优先次序可特定于不同参数、不同类型的数据、不同工业设备、不同类型的工业设备等。
[0052]云代理60的队列处理服务70以数据文件66在队列68中出现的顺序来读取数据文件66。基于清单，队列处理服务70将数据文件66打包在数据包72中并且将数据包72推至云平台40。数据包72包括头部，该头部可以包括从清单读取的客户专用数据。该客户专用数据可以包括例如行为组件ID和/或用于对数据包的数据进行处理的优先级。如下所述，行为组件实现了对所监视的数据进行处理的客户现场能力，并且通常特定于不同类型的数据。可替代地，代替包括全部在头部中的客户专用数据，该客户专用数据可以至少部分地包括在事件数据通知中，该事件数据通知根据清单且与数据包72同时生成并被推至数据平台40。队列处理服务70还可以进行加密并且将存储器账户密钥发送至云平台40以进行用户验证。
[0053]在图8中示出了示例性数据包。除数据文件以外，数据包还包括:头部，该头部包括如下中的一个或更多个:唯一的客户识别码(ID);表示特定工业设施的现场ID ;虚拟支持工程师ID ;针对数据文件中的数据的数据优先级；消息类型；以及处理ID。以此方式对数据进行打包使得能够通过使用统一的一般数据打包模式来将来自不同数据源的数据打包在一起，使得可以将数据移向云基础设施。
[0054]清单可以包括如下中的一个或更多个:针对云平台40的订阅信息；如何将数据推至云平台40 ;使得云代理60能够与云平台40进行通信的防火墙设置等。清单还可以包括数据与行为组件之间的关联性，从而使得能够容易扩大规模至添加更多的定制关联，以及关联的动态重配置以对接收的数据包进行云这一侧的解析。
[0055]云代理60的配置接口使得能够对云代理60的清单进行修改。例如，用户可以对客户现场处的相应的数据参数和参数组来分配优先级。因此，当队列处理服务70对所采集的待移向云平台40的数据进行打包时，可以根据(如在清单中所定义的)优先级来将所采集的数据项打包成数据包，并且可以使用合适的优先级水平来填充各个数据包头部或各个事件数据通知包。
[0056]有利地，如果对云平台40的访问断开，则数据将继续被采集服务64采集并且被本地地存储在与采集服务64相关联的本地存储器中。当恢复与云平台40的通信时，将所存储的数据转发至云平台40。因此，数据不会因为与云平台40的连接失效而丢失。
[0057]返回图6，一旦接收到数据包72，在接收到的数据包72中的数据被智能地存储在临时存储装置74 (例如，在云blob存储装置)中。所述基础设施可以使用云代理推理和集体协商以确定数据存储场所。另外，基于相应的客户专用数据，在云平台的一个或更多个消息队列76的所选择的一个中创建链接至所存储的数据的记录。所述记录适当地包括所述客户专用数据的至少一些，可以使用所述客户专用数据的优先级来优先考虑所选择的队列。所述客户专用数据可以被接收作为数据包、相应的事件数据通知或上述二者的组合的一部分。另外，所述客户专用数据可以包括或伴有选择消息队列76之一。消息队列定义了如何在云平台40中处理数据。在本示例中，定义了针对警告78、实时数据80、历史数据82以及电动机驱动数据84的不同队列。
[0058]历史数据队列82与通过例如SQL应用程序接口(API)访问的时序记录相关。实时数据队列80与实时监视数据例如当前温度、当前压力等基本上相关。还可以通过SQL API访问实时数据值。电动机驱动队列84特定于通过DPI协议对相应驱动器访问的电动机驱动数据。电动机驱动数据可以与经由连接器警告或上载驱动参数数据有关，所述连接器通过例如由驱动器组提供的.NET类使用DPI协议。
[0059]警告队列78与异常情况相关，其中警告数据还可以通过SQL API访问。所述警告队列78可以包括与不同优先级相关联的多个队列以使得不同的警告具有不同等级的危急程度。在一些实施方式中，可以使用多个协议监视服务器、控制器、交换机等，在某个点(例如在监视周期结束时)警告被排队，云代理60向云平台40发送警告。警告可以是反应式的(例如，当电动机发生故障时，当中央处理单元(CPU)损毁时，当联锁装置跳闸时等的警告)或主动式的(例如，机器的可消耗的轨道，重排序、监视机器上的周期计数并确定何时安排预防性维护时的警告，当温度超出定义带宽时的警告，当计算机存储器被占用80%时发送通知等)。
[0060]通过由云代理60提供的配置接口，在工厂设施50处的用户可以动态配置这些消息队列76。也就是，云代理60允许用户根据现场位置定义这些队列76，并且定义每个队列中的数据如何被处理。例如，用户可以针对每个队列定义队列的上载频率，优先级等级(例如，某个数据队列应当优先于其他数据队列处理)，应置入来自各个队列的哪个云分区或数据库数据，以及其他这样的信息。例如，一旦初始化，消息队列76的配置被适当地存储在清单中并提供给云平台40。
[0061]在示例性场景中，可以定义实时数据队列80以处理如下实时数据值:所述实时数据值要由远程操作器接口应用使用以观看来自工厂设施50的基本上实时的数据，而历史数据队列82可以用于处理历史数据以档案存储在云存储88的历史数据库86中。因此，实时数据队列80可以被分配相对于历史数据队列82更高的优先级，这是因为实时数据队列80中的数据比历史队列82中的数据更加时间紧急。
[0062]在输出消息队列76时，工作者角色90根据预定义的处理定义和数据的优先级来处理在各个队列76中引用的数据。工作者角色90基于存储在云存储88中的清单92 (典型地为客户专用清单)，来确定如何处理并存储数据。清单92参考存储在云存储88中的行为组件94 (例如动态链接的图书馆(DLL))。行为组件94实施处理所监视数据的客户现场能力。行为组件94可以由在工厂设施50处的用户通过云代理60来动态上载，这便利了云平台40的动态扩展。当需要时可以动态添加附加角色。
[0063]例如，如果新的数据点被添加至需要创建新的消息队列的基于云的远程监视系统10，则用户可以与云代理60互动以对针对新队列的新行为组件进行配置，其定义如下方面:数据的处理优先级、数据的上载频率、在云存储中数据存储在哪里以及其他这样的信息。云代理60然后可以将新的行为组件与数据一起(或与数据相独立地)上载。新的行为组件然后被添加至具有针对客户定义的其他行为组件的客户的清单92中，使得工作者角色90可以平衡利用(leverage)新的行为组件以确定如何处理新队列中的数据。所述新的行为组件仅需要上载至云平台一次。
[0064]之后，由工作者角色根据存储在客户的清单92中的新行为组件来处理放置在消息队列的新消息队列中的数据。例如，清单92可以定义数据被存储在云存储94中的何处(例如，在历史数据库86或在警告和实时数据数据库96中)，以及新数据队列的处理是否优先于其他数据队列。在一些实施方式中，如果行为组件伴随有与客户相关联的唯一密钥，清单92可以仅接受新的行为组件。
[0065]一旦云平台40根据上述技术处理和存储了由云代理60提供的数据，则使所述数据可以被一个或更多个客户端98访问以查看。例如，云平台40上的数据分析可以提供一组基于网络的浏览器使能技术，以用于检索、引导以及解压缩从云平台到网络客户的数据。为此，报告服务100可以以预定格式将云存储88中的数据(例如来自警告和实时数据数据库96或历史数据库86)的数据传递给客户端98。例如，报告服务100可以平衡利用存储在云存储88中的被监视数据以通过因特网向客户端98提供远程操作器接口。
[0066]图9示出了可由云平台40的网络客户端观看的电动机驱动的示例性状态网页。图10示出了可由云平台40的网络客户端观看的电动机驱动的示例性历史警告网页。图11示出了可以由云平台40的网络客户端观看的电动机驱动的示例性电动机速度网页。
[0067]使用上述云代理60，用户可以通过云代理60组织在工厂设施50处的云计算基础设施而不需要重新开发、重新编译、测试以及重新上载服务。云代理60提供将工业设备与云平台40集成在一起的机制，其中，来自工业设备的数据可以被云服务46平衡利用。通过给用户提供针对相应的数据类型而创建并上载行为组件的能力，云代理60可以便利针对工厂数据的云计算数据存储和计算资源的动态分配。
[0068]在本文中描述的实施方式、系统以及部件(例如工业设备、云平台、数据采集系统等)可以包括如下部件和/或由如下部件实现:计算机部件或网络部件(例如服务器、客户端、可编程逻辑控制器(PLC)、通信模块、移动计算机、无线部件、控制部件等)，所述部件能够通过网络互动。计算机和服务器包括被配置成执行存储在介质(例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘等)中的指令的一个或更多个处理器(例如，采用电信号执行逻辑操作的电子集成电路)，以及可移除存储装置(例如，内存条、存储卡、闪存驱动、外置硬盘等)。
[0069]相似地，在本文中使用的术语PLC可以包括可以在多个部件、系统和/或网络之间共享的功能。例如，一个或更多个PLC可以跨网络与各个网络设备通信并配合。这可以基本上包括经由网络进行通信的任意类型的控制器、通信模块、计算机、I/O设备、传感器、致动器以及人机界面(HMI)，所述网络包括控制网络、自动化网络和/或公共网络。所述PLC还可以与各种其他设备进行通信并控制所述设备(各种其他设备例如为I/O设备，包括模拟的、数字的和/或编程/智能的I/O设备、其他可编程控制器、通信模块、传感器、致动器、输出设备等)。
[0070]网络可以包括公共网络(例如因特网)、内部网以及自动化网络(例如，CIP网络，包括设备网、控制网以及以太网/IP)。其他网络包括以太网、数据高速公路(DH)、数据高速公路附件(DH+)、远程I/O、现场总线、Modbus、过程现场总线、控制器区域网(CAN)、无线网络、串行协议等。此外，网络设备可以包括各种可能的硬件部件和/或软件部件。这些网络设备包括如下部件诸如具有虚拟局域网(LAN)能力的开关、局域网(LAN)、广域网(WAN)、代理服务器、网关、路由器、防火墙、虚拟专用网络(VPN)设备、服务器、客户端、计算机、配置工具、监视工具和/或其他设备。
[0071]为了针对所公开的主题事物的各个方面提供背景，图11和12以及以下讨论提供了在其中可以实施所公开的主题事物的各个方面的合适的环境的简要的总体描述。
[0072]参照图11，用于实施前述主题事物的各个方面的示例操作环境200包括计算机202。计算机202包括处理单元204、系统存储器206和系统总线208。系统总线208将包括但不限于系统存储器206的系统部件耦接至处理单元204。处理单元204可以为各种可用的处理器中的任一种。还可以采用双微处理器结构以及其他多处理器结构作为处理单元204。
[0073]系统总线208可以是包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线和/或本地总线的若干类型总线结构中的任一种，所述总线结构使用任何种类可用的总线结构，其包括但不限制于8位总线、工业标准结构(ISA)、微通道结构(MSA)、扩展式ISA(EISA)、智能驱动电子装置(IDE)、VESA本地总线(VLB)、外周部件互联装置(PCI)、通用串行总线(USB )、高级图形端口( AGP )、个人计算机存储卡国际协会总线(PCMCIA)和小型计算机系统接口(SCSI)。
[0074]系统存储器206包括易失性存储器210和非易失性存储器212。包括在计算机202内的元件之间传输信息(例如在启动期间)的基本程序的基本输入/输出系统(BIOS)存储在非易失性存储器212中。通过说明但非限制的方式，非易失性存储器212可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM (PR0M)、电气可编程ROM (EPR0M)、电气可擦除PROM (EEPROM)或闪存存储器。易失性存储器210包括随机存取存储器(RAM)，其用作外部高速缓存存储器。通过说明但非限制性的方式，RAM通过多种形式可获得，例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步 DARM (SDAM)、双倍数据速率 SDRAM (DDR SDRAM)、增强型 SDRAM (EDRAM)、同步链接(Synchlink) DARM (SLDRAM)以及直接式存储器总线(Rambus) RAM (DRRAM)0
[0075]计算机202还包括可移除/非可移除、易失性/非易失性计算机存储介质。图11示出了例如盘存储器214。盘存储器214可以包括磁性盘驱动器、软盘驱动器、带驱动器、Jaz驱动器、Zip驱动器、LS-100驱动器、闪存存储器卡、存储条等类似设备。此外，盘存储器214可以单独包括存储介质或结合其他存储介质包括存储介质，其他存储介质包括但不限于光盘驱动(例如光盘(CD) ROM (CD-ROM)驱动器、CD可记录(CD-R)驱动器、CD可重写(⑶-RW)驱动器或数字多功能盘ROM (DVD-ROM)驱动器)。为了便利盘存储器214连接至系统总线208，典型地使用可移除或非可移除接口(例如接口 216)。
[0076]应当理解，图11描述了用作在操作环境200中描述的用户与基本计算机资源之间的媒介的软件。这样的软件包括操作系统218，其可以存储在盘存储器214中，用于控制并分配计算机202的资源。系统应用220 (例如在一些实施方式中为云代理)利用由操作系统218通过程序模块222以及存储在系统存储器206或盘存储器214中的程序数据224的资源管理。应当理解，可以以各种操作系统或操作系统的组合来实施本公开的一个或更多个实施方式。
[0077]用户通过一个或更多个输入设备226向计算机202输入命令或信息。所述输入设备226包括但不限于定点设备例如鼠标、追踪球、触针、触摸板、键盘、麦克风、操纵杆、游戏手柄、圆盘式卫星天线、扫描器、电视(TV)调谐卡、数字相机、数字视频相机、网络相机等。这些以及其他输入设备通过系统总线208经由一个或更多个接口端口 228连接至处理单元204。接口端口 228例如包括串行端口、并行端口、游戏端口以及通用串行总线(USB)。一个或更多个输出设备230使用一些相同类型的端口作为输入设备226。因此，例如，可以使用USB端口以提供至计算机202的输入，并且从计算机202向输出设备230输出信息。提供输出适配器232以示出存在需要特定适配器的一些输出设备(例如监视器、扬声器以及打印机)。通过说明但非限制性的方式，输出适配器232包括提供这些输出设备与系统总线208之间的连接手段的视频卡和音频卡。应当注意，其他设备和/或设备系统(例如一个或更多个远程计算机234)提供输入和输出能力二者。
[0078]计算机202可以使用至远程计算机234的逻辑连接在网络环境下操作。远程计算机234可以包括一个或更多个个人计算机(PC)、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于麦克风的应用、对等设备或其他公共网络节点等，且典型地包括相对于计算机描述的多个元件或全部元件。为了简洁，对计算机234仅示出了存储器存储设备236。远程计算机234通过网络接口 238逻辑上连接至计算机202并然后物理上通过一个或更多个通信连接240进行连接。网络接口 238包括通信网络(例如LAN和WAN)。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜线分布式数据接口(CDDI)、以太网/IEEE802.3，令牌环/IEEE802.5等。WAN技术包括但不限于点对点链接，电路交换网络例如综合业务数字网络(ISDN)及其变型，包交换网络和数字用户线路(DSL)。
[0079]通信连接240是指将网络接口 238连接至系统总线208所采用的硬件和/或软件。为了图示清楚而在计算机202的内部示出通信连接240，然而通信连接240也可以在计算机202外部。仅用于示例性目的，用于连接至网络接口 238所必需的硬件和/或软件包括内部和外部技术(例如，包括普通电话级调制解调器、线缆调制解调器和数字用户线路(DSL)调制解调器的调制解调器、ISDN适配器和以太网卡)。
[0080]图13是可以与所公开的主题事物交互的示例性计算环境250的示意性框图。计算环境250包括一个或更多个客户端252。客户端252可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备等)。计算环境250还包括一个或更多个服务器254。服务器254也可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备等)。例如，服务器254可以容纳线程以通过采用如本文所述的一个或更多个实施方式来执行转换。在客户端和服务器之间的一种可能的通信可以是适于在两个或更多个计算机进程之间进行传输的数据包的形式。计算环境250包括可以被采用以便利客户端252与服务器254之间的通信的通信框架256。客户端252可操作地连接至一个或更多个客户端数据存储器258，该一个或更多个客户端数据存储器258可以被采用以存储客户端252本地的信息。类似地，服务器254可操作地连接到一个或更多个服务器数据存储器260，该一个或更多个服务器数据存储器260可以被采用以存储服务器254本地的信息。
[0081]上面已经描述的内容包括本主题创新的示例。不可能为了描述所公开主题内容而描述部件或方法的每种可设想的组合，但本领域技术人员可以认识到本主题创新的许多另外的排列组合是可能的。因此，所公开的主题事物意在包括落入所附权利要求的精神和范围之内的所有这样的替换、修改和变型。
[0082]特别是关于由上述部件、设备、电路、系统等执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这些部件的术语(包括“装置”的引用)意在与执行上述部件的特定功能的任何部件相对应(例如，功能等同)，尽管在结构上不等同于所公开的结构，其执行所公开的主题事物的在此所示示例性方面中的功能。在这点上，还将认识到，所公开的主题事物包括系统以及具有计算机可执行指令的计算机可读介质，该计算机可执行指令用于执行所公开的主题事物的各种方法的动作和/或事件。
[0083]另外，虽然可能已经关于若干实现中的仅一种公开了所公开的主题事物的特定特征，但是这样的特征可以与其他实现的一个或更多个其他特征组合，该组合对于任何给定或特定应用可能是期望的和有利的。此外，在详细描述或权利要求书中使用术语“包括(includes)”和“包括(including)”及其变体方面，这些术语意在以类似于术语“包括(comprising)”的方式是包容性的。
[0084]在本申请中，词语“示例性”用于表示用作示例、实例或说明的意思。本文中描述为“示例性”的任何方面或设计不一定被解释为比其他方面或设计优选或有利。而是词语“示例性”的使用意在以具体方式呈现构思。
[0085]本文所描述的各个方面或特征可以实现为方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制造品。这里使用的术语“制造品”意在涵盖从任何计算机可读设备、载体或媒介可访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条...)、光盘[例如，压缩光盘(⑶)、数字通用光盘(DVD)...]、智能卡和闪速存储设备(例如，卡、棒、键驱动器等)。
[0086]如在本串请中所用的，术语“部件”、“系统”、“平台”、“层”、“控制器”、“终端”、“站”、
“节点”、“接口 ”意在指与计算机相关的实体或与具有一种或更多种特定功能的操作装置有关的实体，或者是具有一种或更多种特定功能的操作装置的一部分的实体，其中这样的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于是在处理器上运行的进程、处理器、硬盘驱动器、包括固定的(例如，用螺丝或螺栓固定的)或可拆卸固定的固态存储驱动器的(光或磁存储介质的)多个存储驱动器、对象、可执行文件、执行线程、计算机可执行程序和/或计算机。通过说明的方式，在服务器上运行的应用程序和服务器均可以是部件。一个或更多个部件可以驻留在执行的进程和/或线程中，并且部件可以位于一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。而且，本文所描述的部件可以从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读存储介质执行。部件可以经由本地和/或远程进程例如根据具有一个或更多个数据包的信号(例如，来自与本地系统、分布式系统中的另一个部件交互和/或跨诸如因特网的网络经由信号与其他系统交互的一个部件的数据)进行通信。作为另一示例，部件可以是具有由电气或电子电路操作的机械零件所提供的特定功能的装置，该装置由处理器执行的软件或固件应用操作，其中该处理器可以在装置的内部或外部并且执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一示例，部件可以是通过不具有机械零件的电子部件来提供特定功能的装置，该电子部件可以在其中包括处理器以执行提供电子器件的至少一部分功能的软件或固件。作为再一示例，接口可以包括输入/输出(I/O)部件以及相关联的处理器、应用程序或应用程序接口(API)部件。虽然上述示例针对部件的方面，但是所例示的方面或特征也适用于系统、平台、接口、层、控制器、终端等。
[0087]如本文中所使用的，术语“以推论”和“推论”通常是指从经由事件和/或数据捕获的一组观察来推理或推论系统、环境和/或用户的状态的过程。例如，可以采用推论来识别特定的上下文或动作，或者可以生成随状态的概率分布。推论可以是概率性的，也就是说，感兴趣的随状态概率分布的计算基于对数据和事件的考虑。推论也可以指用于从一组事件和/或数据构成更高级别的事件所采用的技术。这种推论导致从一组观察到的事件和/或存储的事件数据构建新事件或动作，而不顾事件是否在紧密的时间接近方面相关并且不顾事件和数据是否来自一个或若干个事件和数据源。
[0088]此外，术语“或”意指包容性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文清楚可见，否则短语“X采用A或B”意指任何自然包容性排列。也就是说，短语“X采用A或B”通过以下实例中的任何一个而被满足:X采用A ;X采用B ;或父采用A和B两者。另外，除非另有说明或从上下文清楚的是针对单数形式，否则在本申请和所附权利要求中使用的冠词“a”、“an”通常应当被解释为意指“一个或更多个”。
[0089]此外，本文中所采用的术语“集”不包括空集的情况，例如其中没有任何元素的集。因此，在主题公开中的“集”包括一个或更多个元素或实体。作为说明，控制器的组包括一个或更多个控制器，数据源的组包括一个或更多个数据源等。类似地，如本文所用的术语“组”是指一个或更多个实体的集合，例如一组节点是指一个或更多个节点。
[0090]可以依照包括大量的设备、部件、模块等的系统呈现各个方面或特征。可以理解和明白的是各种系统可以包括另外的设备、部件、模块等，和/或可能不包括结合附图所讨论的所有设备、部件、模块等。也可以使用这些方法的组合。
【权利要求】
1.一种用于监视工业设施的基于云的远程监视系统，所述工业设施包括一个或更多个工业设备，所述系统包括: 云代理，所述云代理位于所述工业设施处并且被配置成通过至少一个处理器执行以下操作: 根据特定于所述工业设施的清单来采集表示所述工业设备的过去和/或当前状态的数据； 根据所述清单将所采集的数据发送至远程云平台；以及 在不中断所述采集和所述发送的情况下动态地重新配置所述云代理； 其中，所述云平台处理所发送的数据以便利对所述工业设备的远程监视。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述工业设备包括电动机驱动器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述清单标识要从所述工业设备中的每个工业设备采集哪些数据。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述清单标识针对不同类型的数据和/或工业设备的发送频率。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述清单标识用于发送不同类型的数据的优先级，其中，所述云代理还被配置成: 根据所述优先级将所采集的数据发送至所述远程云平台。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述清单标识所述云平台如何处理所发送的数据。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述云代理包括: 采集服务，所述采集服务采集表示所述工业设备的所述过去和/或当前状态的数据并且将所采集的数据存储在队列中，所采集的数据是根据所述清单而被按优先顺序排序的；以及 队列处理服务，所述队列处理服务根据所采集的数据的优先级将所存储的数据发送至所述云平台。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述云代理还被配置成: 动态地重新配置所述云代理，并且动态地重新配置所述云平台，以便利在不中断所述采集和所述发送的情况下对新的或现有的工业设备的新数据参数进行监视。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述云代理还被配置成: 向所述云平台发送用于控制针对所述新数据参数的所采集数据的处理的行为组件，其中，所述云平台对包括新数据参数的被处理数据使用行为组件。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述云代理还被配置成: 基于通过所述云平台远程接收的命令、通过所述清单的修改来动态地重新配置所述云代理。
11.一种用于监视工业设施的基于云的远程监视方法，所述工业设施包括一个或更多个工业设备，所述方法包括: 由位于所述工业设施处的至少一个处理器执行以下操作: 根据特定于所述工业设施的清单来采集表示所述工业设备的过去和/或当前状态的数据；根据所述清单将所采集的数据发送至远程云平台；以及 在不中断所述采集和所述发送的情况下动态地重新配置所述至少一个处理器； 其中，所述云平台处理所发送的数据以便利对所述工业设备进行远程监视。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述工业设备包括电动机驱动器。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述清单标识要从所述工业设备中的每个工业设备采集哪些数据。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述清单标识针对不同类型的数据和/或工业设备的发送频率。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述清单标识用于发送不同类型的数据的优先级，所述方法还包括: 根据所述优先级将所采集的数据发送至所述远程云平台。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述清单标识所述云平台如何处理所发送的数据。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括: 动态地重新配置所述至少一个处理器，并且动态地重新配置所述云平台，以便利在不中断所述采集和所述发送的情况下对新的或现有的工业设备的新数据参数进行监视。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括: 向所述云平台发送用于控制针对所述新数据参数的所采集参数的处理的行为组件，其中，所述云平台对包括所述新数据参数的被处理数据使用行为组件。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述云代理还被配置成: 基于通过所述云平台远程接收的命令、通过所述清单的修改来动态地重新配置所述云代理。
20.一种用于监视工业设施的基于云的远程监视系统，所述工业设施包括一个或更多个工业设备，所述系统包括: 云代理，所述云代理位于所述工业设施处并且被配置成通过至少一个处理器执行以下操作: 根据特定于所述工业设施的清单来采集表示所述工业设备的过去和/或当前状态的数据； 根据所述清单将所采集的数据发送至远程云平台，所采集的数据是基于数据类型被发送至所述所述云平台的相应队列的；以及 在不中断所述采集和所述发送的情况下动态地重新配置所述云代理； 其中，所述云平台处理来自所述队列的所发送的数据以便利对所述工业设备进行远程监视，在每个队列中的数据是被不同地处理的。
【文档编号】H04L29/08GK103957228SQ201310538112
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】胡安·L·安森约, 弗朗西斯科·马图拉纳 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司